Las chirimoyas son árboles erectos, de 3-10 m de altura, a menudo de ramas bajas y algo arbustivas o extendidas. Las hojas brevemente caducas a semideciduas (justo antes de la floración primaveral) son ovadas a ovado-lanceoladas, a veces obovadas o elípticas, de 12-20 cm x 8 cm, persistentemente parduscas aterciopeladas-tomentosas por debajo. Son alternas, de 2 rangos, con pecíolos minuciosamente peludos, ligeramente vellosos en la superficie superior, aterciopelados en la parte inferior. Las flores son fragantes, extra-axilares, a menudo opuestas a una hoja en la base de una ramilla, generalmente solitarias pero a veces dos o tres agrupadas en pedúnculos tomentosos que asienten con la cabeza; los tres tépalos externos oblongo-lineales, de hasta 3 cm de largo, de color verdoso a amarillo pálido, marcados con una mancha púrpura en la base interna; tres tépalos internos muy pequeños, rojizos a violáceos; androceo formado por numerosos estambres carnosos libres, dispuestos en espiral en la parte basal de un receptáculo cónico; gineceo que comprende numerosos pistilos libres en la parte superior del receptáculo. El fruto es un sincarpio o pseudocarpio formado por la fusión de los carpelos y el receptáculo en una masa carnosa, de forma y apariencia variables, desde forma de corazón con protuberancias superficiales hasta esferoide u ovoide con la superficie cubierta de areolas en forma de ‘U’ o más bien liso, de 10 a 20 cm de largo y hasta 10 cm de ancho, con un peso promedio de 150 a 500 g, pero se han informado ejemplares extra grandes de 2,7 kg o más; pulpa blanca, comestible, fácilmente separable de las semillas. La piel puede ser lisa con marcas en forma de huellas dactilares o estar cubierta con protuberancias cónicas o redondeadas. La fruta se rompe o abre fácilmente, exponiendo la pulpa jugosa, blanca como la nieve, de agradable aroma y delicioso sabor subácido. Contiene numerosas semillas duras, marrones o negras, parecidas a frijoles, brillantes, de 1,25-2 cm de largo. El fruto está compuesto por un exocarpio (piel del fruto), que ocupa entre el 15 y el 25% en peso, un mesocarpio comestible (pulpa y tálamo), que varía entre 65 y 80%, y semillas, que varían entre 3 y 10%. Semillas generalmente obovadas, oblicuamente truncadas, algo comprimidas, con una testa fina, membranosa, marrón y arrugada.
La chirimoya es esencialmente una fruta de postre que se come fresca. También se puede utilizar para hacer helados, batidos o sorbetes y se transforma en yogur, zumo de frutas para flan y vino.
Por sus características enzimáticas, los frutos de chirimoya no pueden someterse a procesos térmicos y su procesamiento debe utilizar refrigeración o congelación, con la adición de antioxidantes para evitar la oxidación enzimática y posterior coloración. En Chile, la congelación de la chirimoya es común, especialmente en el caso de la fruta no vendible y de baja calidad. La pulpa de chirimoya congelada se puede conservar durante 120 días a -18 ° C, se puede enviar fácilmente y se utiliza para preparar jugos, helados, yogur, etc.